(57)【要約】本発明は、車両における空気及び／又は車両の作動媒体を濾過するためのフィルタエレメントに関し、フィルタエレメントは、折畳部を含み、ジグザグ形状に折り畳まれ、第１曲率（４）を有する第１部分（２）と、第２曲率（５）を有する第２部分（３）とを有するベローズ（１）を備える。第１曲率（４）は第２曲率（５）よりも大きく、第１部分（２）の折畳部は異なる折畳高さ（Ｈ１，Ｈ２）を有する。【選択図】    図１
2019529101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における空気及び／又は車両の作動媒体を濾過するためのフィルタエレメントであり、折畳部を含み、ジグザグ形状に折り畳まれ、第１曲率（４）を有する第１部分（２）と、第２曲率（５）を有する第２部分（３）とを有する折畳ベローズ（１）を備えるフィルタエレメントであって、
前記第１曲率（４）は前記第２曲率（５）よりも大きく、
前記第１部分（２）の前記折畳部は異なる折畳高さ（Ｈ１，Ｈ２）を有することを特徴とするフィルタエレメント。
【請求項２】
前記第１部分（２）は、第１折畳高さ（Ｈ１）を有する第１折畳部（８）と、第２折畳高さ（Ｈ２）を有する第２折畳部（１３）とを含み、
前記第１折畳高さ（Ｈ１）は前記第２折畳高さ（Ｈ２）よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項３】
前記第１折畳部（８）及び前記第２の折畳部（１３）は、Ｍ字状に折り畳まれて形成されることを特徴とする請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項４】
前記第１部分（２）は、内半径（Ｒ２）と外半径（Ｒ１）との間に第１折畳高さ（Ｈ１）を有する第１折畳部（８）と、前記内半径（Ｒ２）に向かう方向に前記外半径（Ｒ２）から延在する第２折畳高さ（Ｈ２）を有する第２折畳部（１３）とを含み、
前記第２折畳部（１３）は、第１折畳部（８）間に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項５】
前記第１部分（２）は、第１円形部分であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項６】
前記第２部分（３）は、直線部分であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項７】
前記折畳ベローズ（１９）は、第３曲率（１８）を有する第３折畳部分（１６）を含み、
前記第３曲率（１８）は前記第２曲率（５）よりも大きく、
前記第３部分（１６）の前記折畳部は、前記異なる折畳高さを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項８】
前記第３部分（１６）は、第２円形部分であることを特徴とする請求項７に記載のフィルタエレメント。
【請求項９】
前記折畳ベローズ（１、１９）は、軸方向にわたり径方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【請求項１０】
前記折畳ベローズ（１）は、楕円又はスタジアム形状の断面を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両における空気及び／又は車両の作動媒体を濾過するためのフィルタエレメントに関し、特に内燃機関の燃焼空気用のエアフィルタに関する。
【０００２】
本発明及び本発明に関連する一連の課題は、あらゆるフィルタエレメントに適用可能であるが、車両のエアフィルタに対するものとして以下に説明する。
【背景技術】
【０００３】
従来、エアフィルタエレメントは、主に円筒形状に製造され、エンドレス折畳ベローズとしてジグザグ形状に折り畳まれたフィルタ媒体を備えている。高速エアフィルタは、例えば独国特許出願公開第４４１４９６０号明細書に開示される。独国特許出願公開第４４１４９６０号明細書において、円筒フィルタエレメントは、異なる折畳高さを有するフィルタ材料で形成される。外周面から見ると、交互折畳部は、中間に位置するより短い折畳部よりも内側に延在する。
【０００４】
同様の折畳配置は、独国特許出願公開第１０２５０９６９号明細書に係る濾過筒において実現される。独国特許出願公開第１０２５０９６９号明細書において、作動油のための濾過筒は、ジグザグ形状に折り畳まれたフィルタ材料で形成される。外側から見ると、深い折畳部及び浅い折畳部は、互いに寄りかかっている。
【０００５】
例えば機関室又は車両に存在する設置空間を必ずしも効率的に利用できるとは限らないため、円筒形状及び円形状の折畳ベローズに対する制約は、不利に受け取られることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
背景技術を鑑みて、本発明の目的は、設置空間に適応可能なベローズ配置を有する改良されたフィルタエレメントを作成することである。改良されたフィルタエレメントにより、特に種々の配置を有する設置空間の所定の要件に対して、折畳部を適切に分布させ且つフィルタ面を適切に利用することで、設置空間を適切に利用できるようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、車両において空気を濾過するための又は車両の作動媒体を濾過するためのフィルタエレメントを提案する。フィルタエレメントは、ジグザグ形状に折り畳まれた、折畳部を含む折畳ベローズと、第１部分に第１曲率と、第２部分に第２曲率とを備える。第１曲率は第２曲率よりも大きく、第１部分の折畳部の高さは変わる。第２部分の折畳部の高さは一定であることが好ましい。
【０００８】
曲率が異なる部分を含む折畳ベローズの構成により、設置体積に関する所定の要件を有利に満たすことができる。折畳高さが変わることにより、同時にフィルタ面を適切に利用できる。折畳高さが変わることにより、折畳ベローズを形成するフィルタ材料、特に平坦なウェブは、一方ではそれぞれの曲率に一致した大きなフィルタ面を有利に提供し、他方では互いに接触する折畳部の目詰まりを防止できる。
【０００９】
全体として、折畳ベローズが異なる湾曲部分を含むことにより、従来のフィルタエレメントと比較して、フィルタ面が改良され、折畳部がより有利に分布される。
【００１０】
実施形態において、第１部分は、第１折畳高さを有する第１折畳部と、第２折畳高さを有する第２折畳部とを含む。第１折畳高さは、第２折畳高さよりも高い又は大きい。例えば、交互折畳部の高さにより、曲率を所望の設置条件に適応できる。例えば、より強い湾曲部分において、異なる折畳高さは、例えばそれぞれの部分に対して特定の曲率が得られるように、交互に適応されうる。
【００１１】
第１折畳部及び第２折畳部は、Ｍ字状に折り畳まれて形成されると考えられる。Ｍ字状に折り畳まれた場合、より小さな折畳深さ、すなわち高さを有する中間折畳部は、２つの高い、すなわち深い折畳部の間に設けられる。
【００１２】
フィルタエレメントの実施形態において、第１部分は、内半径と外半径との間に第１フィルタ高さを有する第１折畳部を含む。第２折畳高さを有する第２折畳部は、内半径に向かう方向に外半径から延在する。第２折畳部は、第１折畳部の間に配置される。例えば部分において、内半径と外半径との間に、折畳ベローズのジグザグ形状の折畳部が延在すると仮定できる。更に、外半径と内半径よりも大きい中間半径との間に延在する折畳部を設ける。このように、配置要件が異なる設置空間の場合でも、折畳部を均一に分布させ、フィルタ面を半径に対して有利に拡張できるため、設置空間を効率的に利用でき、折畳部を適切に分布させるとともにフィルタ面を最適に利用する。
【００１３】
例えば、第１部分は第１円形部分であり、第２部分は直線部分である。このように、例えば円弧セグメントの大きさに依存して、あらゆる形状の折畳ベローズが得られる。例えば、スタジアム形状又は楕円形状が考えられる。
【００１４】
実施形態において、折畳ベローズは、第３曲率を有する第３折畳部分を含む。第３曲率は第２曲率よりも大きく、第３部分の折畳部の高さは変わる。例えば曲率は、フィルタエレメントの円周に沿って符号が変わる。これは、折畳ベローズの内側領域から見て、突出部及び狭窄部があることを意味する。例えばいくつかの部分は、折畳部に沿ってバーベル形状の断面、すなわち折畳外形に突起を形成できる。実施形態において、第３部分は第２円形部分でもある。
【００１５】
折畳ベローズは、単一の媒体ウェブ、例えば平坦なフィルタ材料で形成されることが好ましい。一定の折畳高さの領域において、エンドレス折畳ベローズに接続される。このように、折畳部分間で安定した流体密封接続を実現できる。
【００１６】
より曲率の大きな部分において、隣接する折畳部を離間させるために、フィルタ材料をエンボス加工する。それにより、特に折畳部の外側領域において既定の間隔をとることができる。
【００１７】
実施形態において、折畳高さが変わる部分において、各第２折畳部は、隣接折畳部より２０％〜６０％だけ短い。実施形態において、隣接折畳部間の折畳高さは、４０％〜６０％だけ変わる。例えば折畳高さは、１５ｍｍ〜４０ｍｍであると考えらえる。一定の折畳部を含む部分の折畳高さは、２０ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましい。
【００１８】
実施形態において、折畳ベローズは、軸方向にわたり径方向に伸縮可能である。例えば、それぞれの底面が楕円又はスタジアム形状の断面である円錐フィルタエレメントが設けられる。このように、特に良好な、それぞれの用途に適合した設置寸法が得られる。
【００１９】
実施形態において、それぞれ、液密に折畳外形に取り付けられた上端ディスク又は下端ディスクを有する折畳ベローズが設けられる。このように、曲率が異なる輪郭を有する底面を含む円筒形状又は円錐形状の安定化を達成する。それぞれの端ディスクは、例えばスタジアム形状又は楕円の断面のようなエリアを形成する。端ディスクの材料として、特に発砲ＰＵＲ材料が考えられる。
【００２０】
フィルタエレメントは、特に車両において空気を濾過するのに適している。また、フィルタエレメントは、エアフィルタ又はキャビンエアフィルタ等であってよい。また、フィルタエレメントは、水、油、尿素溶液又は燃料、特にディーゼル燃料、灯油又はガソリン等の作動媒体液を濾過するように具現化されうる。フィルタエレメントは、車両、トラック、建設機械、船、鉄道車両において、建築技術において又は航空機において使用されることが分かっている。
【００２１】
フィルタエレメントは、単一の平坦なフィルタ材料シートから折り畳むことができる。折畳部として、例えばＭ字状、ジグザグ形状又はＷ字状の折畳部が知られている。フィルタ媒体は、フィルタエレメントの生成中にエンボス加工された後、折畳縁部の形成とともにエンボス加工縁部において鋭い縁に折り畳まれる。折畳材料フィルタシートは、より小さな曲率を有する部分において折畳ベローズに接続されることが好ましい。また、折畳材料シートは、一定の折畳の領域及び／又は変わる折畳の領域において折畳ベローズに接続されうる。
【００２２】
最初の原料として、相応に再成形される平坦な材料フィルタシートが提供される。特に、折畳ベローズは、スパンボンド法又はメルトブロー法により生成されうる。更に、折畳ベローズは、フェルトで覆われるか又は針で縫われてよい。折畳ベローズは、綿等の天然繊維、あるいは例えばポリエステル、ポリフェニレン・スルファイド又はポリテトラフルオロエチレンの合成繊維を含みうる。繊維は、処理中に縦方向に対して斜めに及び／又は横に配向されうる。
【００２３】
折畳ベローズは、単層又は多層であってよい。媒体は、活性炭等の吸着媒体を更に含みうる。また、折畳ベローズは、抗菌作用及び／又は抗アレルギー作用を備えうる。抗菌物質として、例えば亜鉛ピリチオン又はナノシルバー、抗アレルギー物質として、例えばポリフェノールが考えられる。
【００２４】
フィルタエレメントは、特に未処理側及びクリーン側を含む。フィルタエレメントの動作中、浄化対象の流体は、折畳ベローズを未処理側からクリーン側に流れる。
【００２５】
フィルタエレメントの更に可能な実現例は、明示的には示されないが、実施形態に関して上述した又は以下に説明する特徴又は構成の組み合わせも含む。また、当業者は、改善点又は補足点として、個々の態様もフィルタエレメント及び／又はフィルタ配置のそれぞれの基本構成に追加する。
【００２６】
フィルタエレメントの更なる構成は、従属請求項及び以下に説明するフィルタエレメントの実施形態の主題である。また、添付図面を参照して実施形態に基づいて、フィルタエレメントを更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係るフィルタエレメントの概略図である。
【図２】図１の折畳ベローズの第１部分の概略詳細図である。
【図３】フィルタエレメントのフィルタ配置の概略図である。
【図４】フィルタエレメントの第２実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図中、同一の参照符号は、指定のない限り、同一の機能又は同一の要素を示す。
【００２９】
図１は、フィルタエレメントを示す概略平面図である。フィルタエレメントは、ジグザグ形状のフィルタ媒体で形成されたエンドレス折畳ベローズ１を有する。図１の断面図は、２つの湾曲丸形部分２、２’及び２つの直線部分３、３’を含むスタジアム形状の折畳ベローズ１を示す。特に、直線部分３、３’において、外側折畳縁部６及び内側折畳縁部７、並びにそれらの間に位置する折畳部分８を含むジグザグ形状の折畳部が見られる。図１及び以降の図において、一部の折畳縁部及び折畳部分にのみ例示的に参照符号を付す。
【００３０】
直線折畳部分３、３’は、曲率を有さず、一直線に延在する。曲率５を一点鎖線で示す。楕円形状又はスタジアム形状を実現するために、折畳部を含む湾曲部分２、２’を更に設ける。その結果得られる曲率４を一点鎖線で示し、後続して円形部分を例に示す。このように、円形曲率４を有する部分２、２’は、曲率５を有さない直線部分３、３’よりも曲率が強い。図１において、曲率４を示すために、右側の円形部分２の半径Ｒ１を示す。
【００３１】
直線部分３、３’において、内側折畳縁部７の間隔及び外側折畳縁部６の間隔は一定である。これに関連して、折畳高さＨ１、すなわち折畳深さも一定であると言える。より強く湾曲した円形部分２又は２’において、異なる折畳高さを有する折畳部を設ける。部分２の例は、直線部分３、３’の折畳高さと同一になる高さＨ１の折畳部があることを示す。また、Ｈ２＜Ｈ１の高さを有するあまり深くない折畳部を設ける。深さＨ１を有する折畳部間に、より小さな折畳深さＨ２を有する折畳部が外側から設けられる。より小さな深さ、すなわちあまり広くない折畳部分を含む折畳部を中間折畳部としても参照する。
【００３２】
このように、より強い湾曲部分２において曲率４を維持しながらも、十分な又は大きなフィルタ面を確保することが容易になる。図２において、折畳配置を説明するために、部分２を詳細に示す。
【００３３】
図２において、それぞれの半径Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を含む３つの円弧部分を示す。半径Ｒ１は、部分２に対して図１に示されたような内半径Ｒ１に対応する。半径Ｒ３は、部分２の外半径に対応する。折畳部分８は、内半径Ｒ１と外半径Ｒ３との間に延在する。これらの折畳部は、折畳高さＨ１＝Ｒ３−Ｒ１を有する。結果として得られる外側折畳縁部は６とし、内側折畳縁部は７とする。また、規則的な間隔で、より小さな折畳高さＨ２を有する折畳部が設けられる。深い折畳深さＨ１を有する２つの折畳部分８の間に、折畳縁部９に隣接するより短い折畳部分１３を含む折畳部１２を設ける。折畳縁部９は、中間半径としても参照する半径Ｒ２に従って、円形部分上に延在する。
【００３４】
互いに接触するＭ字形状の折畳部、すなわちＭ字折畳部を参照符号１２で示す。より小さな高さＨ２を有する折畳部は、結果として得られるエンドレス折畳ベローズの内側Ｒｌに向かう方向に外側から延在する。（図１と比較）。図２の配向において、折畳ベローズの内側は左にあり、外側空間は右にある。
【００３５】
Ｍ字折畳部又は折畳ベローズにおける部分の曲率半径の作用として折畳高さが変わるために、一方では、特に内半径Ｒ１の領域において折畳部分がぴったりと接触することを抑制し、更に折畳部の安定性が向上する。他方、より小さな高さＨ２を有する折畳部は、深い折畳部分８から離間し、フィルタ面を更に改善する。このように、全体として、一定の折畳高さを有する部分に対して、折畳部の分布が改善される。
【００３６】
折畳ベローズは、車両のモータの吸気用エアフィルタとして使用するのに特に適している。図３には、例示としてフィルタ配置２０の実施形態を示す。フィルタ配置２０は、例えば図１に示したようなエンドレス折畳ベローズ１型のフィルタエレメントが挿入されたフィルタハウジング１０を含む。未処理エアＲＯは、フィルタハウジング１０に供給され、折畳部を含むフィルタ媒体に導かれ、クリーンエアＲＥとして車両の内燃機関１１に供給される。このように、燃焼空気ＲＯは、汚染物質又は粒子を浄化される。
【００３７】
図４において、エアフィルタであるフィルタエレメントの更なる実施形態を示す。フィルタエレメントは、この場合も先と同様に、断面で示された曲率の異なるいくつかの部分を有するエンドレス折畳ベローズ１９を含む。図１の部分２において説明したように、Ｍ字折畳部及び折畳高さが異なる第１部分２を示す。時計方向の順に、直線部分１４、湾曲部分１５及び更なる湾曲部分１６が部分２に接続されている。直線部分３につなげて円周を閉じるために、ジグザグ形状に折り畳まれたフィルタ材料の湾曲部分（詳細に示されていない）を設ける。
【００３８】
折畳ベローズ１９の円周に沿って、曲率の符号を次のようにする。部分２は、曲率の内半径Ｒ１及び一点鎖線の曲率４で識別される。隣接直線部分１４は消滅曲率５を有し、後続部分１５は曲率１７を有し、部分１６は、円半径Ｒ４の円とみなしうる曲率１８を有する。折畳ベローズの内側Ｒｌから見ると、曲率の符号は変わることが分かる。部分１５から部分１６に切り替わるとき、半径Ｒ５及びＲ４の円の中心は、内側Ｒｌから外側に変わる。例えば設置状況において、折畳ベローズの曲率が変化すること、特に曲率の符号が凹状から凸状になることを必要とする。この場合、高さが変わる折畳部を実現するのが有利である。図４の例では、Ｍ字形状の折畳部により、フィルタ面を増加させるために、曲率のそれぞれの半径に対する方向に、より小さな深さ、すなわち高さを有する折畳部が設けられる。
【００３９】
実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は様々な形で変更可能である。例えば、湾曲部分に対して示された半径及び形状に加えて、エンドレス折畳ベローズの他の楕円形状も提供できる。濾過対象の流体の通過時にフィルタ媒体を安定させるために、折畳ベローズの内側に支持筒を設けることができる。提案したＭ字折畳部に加えて、中間折畳部の不規則な間隔、並びに大きな深さを有する折畳部間により小さな深さを有する折畳部を設けることも考えられる。閉じたフィルタエレメントを実現するために、端ディスクを折畳外形に適用することも可能である。端ディスクにおいて、未処理の流体又はクリーンな流体を流入及び流出するための接続ソケット又は他の管を設けることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、１９          折畳ベローズ
２、３            部分
４、５            曲率
６                外側折畳縁部
７                内側折畳縁部
８                折畳部分
９                折畳縁部
１０              エアフィルタハウジング
１１              内燃機関
１２              Ｍ字折畳部
１３              短い折畳部分
１４、１５、１６  部分
１７、１８        曲率
２０              フィルタ配置
ＲＯ              未処理エア
ＲＥ              クリーンエア
Ｒｌ              内半径
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３    半径
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３    折畳高さ
【図１】
2019529101.tif 000003
【図２】
2019529101.tif 000004
【図３】
2019529101.tif 000005
【図４】
2019529101.tif 000006
【国際調査報告】
2019529101.tif 000007
2019529101.tif 000008
2019529101.tif 000009
2019529101.tif 000010
2019529101.tif 000011
2019529101.tif 000012